角度広がりを有する信号の高分解能推定に関する研究

角展度信号高分辨率估计研究

• 批准号: 14750322
• 负责人: 大島 功三
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Asahikawa National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750322/
• 关键词: 到来方向推定; MUSIC法; 遺伝的アルゴリズム; アダプティブアレーアンテナ; CDMA; MUSIC; 角度広がり; 移動体通信; W-CDMA

本研究の目的は,角度広がりを有する信号を含めた移動体通信における多重波伝搬構造を解析することである.そのためには信号の到来方向を精度良く推定することが重要となってくる.本年度得られた知見と成果は以下の通りである.高分解能な信号到来方向推定法としてアレーアンテナの受信ベクトルの共分散行列の固有値解析に基づいたMUSIC法やESPRIT法といったスーパーレゾリューション法が用いられ,数多くの研究結果が報告されてきた.しかし,これらの手法は信号数が既知でなければならないので何らかの手法により信号数を推定する必要がある.また,到来信号間の相関が高い場合には相関抑圧処理を行わなければならないなどの問題点が挙げられている.本年度は,多変量を同時に扱う検索に適しているといわれる遺伝的アルゴリズム(GA)を到来方向推定に適用し,その有効性を検証した.信号数,到来方向,振幅,位相を遺伝子(アナログ量)として染色体を構成し,遺伝的アルゴリズムにより推定を行うものである.従来も遺伝的アルゴリズムを用いた報告例はあったが,本研究では,遺伝的アルゴリズム単独で推定を行っていること,信号数が未知の場合でも適用可能であることが異なっている.また,スーパーレゾリューション法で必要な相関抑圧処理も必要としないことも優位点といえる.これらの手法を計算機シミュレーションにより検討し,その有効性を明らかにした.他の手法との比較検討,計算負荷の軽減,雑音が大きい場合の特性検討などの課題が残されている.以上,報告したように,本年度予定していた研究課題について十分な成果が得られた.

这项研究的目的是分析移动通信中的多波动传播结构，包括具有角度的信号。为此，准确估计信号到达方向很重要。今年获得的发现和结果如下。基于对阵列天线接收的载体的协方差矩阵的特征值分析，诸如音乐方法和ESPRIT方法之类的超分辨率方法已被用作高分辨率信号方向估计方法，并报告了许多研究结果。但是，这些方法必须知道信号的数量，因此有必要使用某种方法估算信号的数量。此外，当传入信号之间的相关性很高时，诸如需要执行相关抑制处理的问题。今年，据说遗传学适用于与多变量同时搜索。将算法（GA）应用于估计到达方向及其有效性。信号的数量，到达方向，振幅和相位作为基因（模拟量）构建，并使用遗传算法进行估计。尽管过去曾使用过遗传算法的报道，但这项研究与遗传算法用于估计信号数量的事实不同，即使信号数量未知，也可以应用它。不需要超分辨率方法所需的相关抑制过程也是一个优势。使用计算机模拟检查这些方法以阐明其有效性。仍然存在一些问题，例如与其他方法的比较研究，计算负载的减少以及噪声大时的特征。如上所述，针对今年计划的研究主题获得了足够的结果。

项目成果

大島功三, 佐々木誠幸: "到来方向推定に関する一検討"旭川工業高等専門学校研究報文. 第41号. 17-22 (2004)

Kozo Oshima、Masayuki Sasaki：“到达估计方向的研究”旭川工业大学研究报告第 41. 17-22 号（2004 年）。

遺伝的アルゴリズムを用いた到来方向推定に関する一検討

遗传算法的波达方向估计研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 2005年電子情報通信学会総合大会論文集 B-1-215
• 作者: 大島功三;小川恭孝
• 通讯作者: 小川恭孝

大島功三, 小川恭孝, 大鐘武雄: "DS-CDMAにおけるアダプティブアンテナ制御のための信号到来方向推定に関する検討"2003年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集. B-5-6. 383 (2003)

Kozo Oshima、Yasutaka Okawa、Takeo Okane：“DS-CDMA 中自适应天线控制的信号到达方向估计研究”2003 年 IEICE 协会会议记录 B-5-6 (2003)。